竺立軒

摘要：伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，藝術(shù)與科學(xué)也呈現(xiàn)出了更為緊密的聯(lián)系，分別對(duì)彼此的發(fā)展有一定的重要意義。生活中，當(dāng)我們聽(tīng)到不同樂(lè)器所演奏出來(lái)的音樂(lè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)會(huì)出于本能的進(jìn)行思考，這些美妙的聲音是從何而來(lái)，它們?yōu)楹斡羞@么大的差別?；诖耍疚膶?duì)樂(lè)器中的物理學(xué)應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，希望有助于大家更加了解樂(lè)器發(fā)聲的物理學(xué)原理。

關(guān)鍵詞：樂(lè)器 物理學(xué) 發(fā)聲

當(dāng)我們聽(tīng)到由各種樂(lè)器演奏出來(lái)的不同的聲音時(shí)，我們首先應(yīng)當(dāng)思考，這些聲音是如何產(chǎn)生的，而這一問(wèn)題的解答就需要相應(yīng)的物理學(xué)知識(shí)。既然聲音是樂(lè)器發(fā)生作用的表現(xiàn)，而聲音的來(lái)源又需要通過(guò)物理學(xué)的知識(shí)加以闡釋?zhuān)晕覀兛梢院敛豢鋸埖恼f(shuō)，物理學(xué)是樂(lè)器學(xué)的基礎(chǔ)，物理學(xué)的發(fā)展對(duì)樂(lè)器的發(fā)明創(chuàng)造有著非常重要的推動(dòng)作用。

物理學(xué)在樂(lè)器中的具體應(yīng)用為：不同的物理發(fā)聲機(jī)制決定了不同樂(lè)器的分類(lèi)；不同原材料的基本物理性質(zhì)決定了樂(lè)器間不同的表現(xiàn)與性質(zhì)；各種物理技術(shù)例如老化、加濕、添加保護(hù)層等，影響了同一類(lèi)樂(lè)器，使其具有不同的品質(zhì)；一些特殊的物理環(huán)境，例如溫度、濕度，光感等等，影響了樂(lè)器的性能……總而言之，物理學(xué)對(duì)樂(lè)器的影響是存在于方方面面的，下文我們就將具體來(lái)介紹這一學(xué)科在樂(lè)器發(fā)聲中的體現(xiàn)。

一、發(fā)聲的物理機(jī)制是樂(lè)器分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)

我們可以依據(jù)不同樂(lè)器所采用的不同的發(fā)聲物理機(jī)制，將其分為以下幾種：

（一）弦樂(lè)器。這一樂(lè)器的發(fā)聲是通過(guò)外力，使得緊繃的弦線(xiàn)產(chǎn)生振動(dòng)，從而發(fā)出了一定的聲音。因?yàn)槿说耐饬κ怯邢薜模@就使得弦樂(lè)器的發(fā)音量也是在一定范圍之內(nèi)的。我們通常見(jiàn)到的弦樂(lè)器，主要包括：大、中、小提琴，二胡、豎琴、琵琶、吉他等等，然后根據(jù)其具體發(fā)音方式的不同，我們可以將其分為弓拉弦鳴樂(lè)器以及彈撥弦鳴樂(lè)器。在實(shí)際操作中我們可以直觀(guān)的看到，弦樂(lè)器的弦越粗、越長(zhǎng)，其發(fā)出的聲音越顯得低沉、粗獷；而弦樂(lè)器的弦越細(xì)、越短，它發(fā)出的聲音就越顯得尖銳、急促。這一系列現(xiàn)象也是符合物理學(xué)中，有關(guān)振動(dòng)現(xiàn)象的一些基本常識(shí)。

（二）管樂(lè)器。管樂(lè)器的作用機(jī)制，就是將空氣吹入樂(lè)器內(nèi)壁，使其產(chǎn)生周期性的振動(dòng)，從而形成了管樂(lè)器的發(fā)聲過(guò)程。需要注意的是，管樂(lè)器的發(fā)聲不是單純的空氣振動(dòng)的結(jié)果，而是需要通過(guò)相應(yīng)的裝置，使得空氣可以進(jìn)行有規(guī)律的周期性振動(dòng)。我們普遍將管樂(lè)器分為以下幾種：吹孔氣鳴樂(lè)器、單簧氣鳴樂(lè)器、雙簧氣鳴樂(lè)器以及唇簧氣鳴樂(lè)器。前三種都是起源于蘆管樂(lè)器的一些傳統(tǒng)樂(lè)器，因其音色缺乏金屬感，比較貼近自然的感覺(jué)，所以我們也稱(chēng)其為木管樂(lè)器；而唇簧氣鳴樂(lè)器的音色有著較強(qiáng)的金屬感，所以我們也可以稱(chēng)其為銅管組。

（三）膜板樂(lè)器。其發(fā)聲原理在與膜與板之間在外力的作用下，發(fā)生振動(dòng)作用，產(chǎn)生了一定的聲音。我們根據(jù)其具體的發(fā)聲方式，可以將其分為以下幾種，分別為：膜振樂(lè)器、板振樂(lè)器以及體振樂(lè)器。第一種主要包括我們常見(jiàn)的各種鼓樂(lè)器，第二種主要包括梆子、木琴等一系列依靠外力敲擊而發(fā)聲的“硬振樂(lè)器”，最后一種則主要包括一些通過(guò)拉弓，從而產(chǎn)生振動(dòng)的樂(lè)器。

最后一種就是電子樂(lè)器了。它的發(fā)聲原理在于，依靠電子線(xiàn)路來(lái)模擬不同樂(lè)器的樂(lè)音，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)聲的目的。在這一過(guò)程中，一般會(huì)采用聲頻振蕩器或者是拾音器等設(shè)備產(chǎn)生聲頻信號(hào)，然后發(fā)揮電子線(xiàn)路的擴(kuò)音作用，最后用揚(yáng)聲器來(lái)實(shí)現(xiàn)聲音的放出。

二、樂(lè)器的共鳴與物理學(xué)

我們可以以吉他這一常見(jiàn)的樂(lè)器為例，通過(guò)研究其共鳴箱的物理特征，從而探究樂(lè)器的共鳴與物理學(xué)之間的關(guān)系。在吉他這一樂(lè)器的各個(gè)組成部分中，其中有一部分是由內(nèi)部的音梁以及外部面板側(cè)板背板共同組成的，我們稱(chēng)其為吉他的共鳴箱。大家通常認(rèn)為，所謂的共鳴箱，應(yīng)該是通過(guò)共鳴這一方式起到增強(qiáng)吉他樂(lè)音的作用，但實(shí)際情況并非如此。物理學(xué)對(duì)“共鳴”這一概念做出了如下的定義：如果一個(gè)器件的頻率與外力的頻率一致，就會(huì)出現(xiàn)由共振現(xiàn)象引起的發(fā)聲，這就是“共鳴”。在物理課上我們?cè)?jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備兩個(gè)音叉，并且相隔一定的距離，敲擊其中一個(gè)，另一個(gè)也會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)，并且發(fā)出聲音。這就是“共鳴”這一現(xiàn)象的具體體現(xiàn)。共鳴這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，最基本的條件就是要求頻率保持一致。

根據(jù)相關(guān)人員的研究表明，吉他這一樂(lè)器的音高，所具有的頻率是連續(xù)的，這就意味著它不可能產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間的共鳴。所以在吉他發(fā)聲的過(guò)程中，共鳴箱并不是依靠“共鳴”這一形式，實(shí)現(xiàn)了聲音的擴(kuò)大化，而是其所具有的龐大的箱體，可以有效增大發(fā)聲體聲音的輻射面積，從而實(shí)現(xiàn)樂(lè)器音量的提高。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，每種樂(lè)器的發(fā)聲都與物理學(xué)有著十分密切的關(guān)系，這既可以說(shuō)明藝術(shù)與科學(xué)的關(guān)系日益緊密，同時(shí)也可以說(shuō)明物理學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了更多的樂(lè)器的發(fā)明與完善。這也就意味著，我們要想更加深入的了解有關(guān)一些樂(lè)器的知識(shí)，必須具備一定的物理學(xué)基礎(chǔ)。如此，才能更好的領(lǐng)悟到不同樂(lè)器中的奧秘。

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